JP2004181702A

JP2004181702A - Multi-layer injection molding method

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Publication number: JP2004181702A
Application number: JP2002349437A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sakamoto; 宏昭坂本; Motosuke Matsuzaki; 元甫松崎
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-02
Also published as: JP4145131B2

Abstract

【構成】先端が鋭角の突起３６が外表面の全周に形成された内層１８を左内型４６に装着し、内層１８に発熱体３０を装着する。そして、内層１８および発熱体３０と間隔を隔てて外層用キャビティを形成するように外層用上外型６０，外層用下外型６２等を配置して、キャビティ内に内層１８と同種の溶融樹脂を射出する。このとき、突起３６の先端が溶融樹脂の熱によって溶融する。溶融樹脂および突起３６の先端の溶融した樹脂が固化すると、内層１８の突起３６と溶融樹脂で形成された外層２０とが融着接合する。また、内層１８と外層２０との境界部分６８が融着部４２で密封されるので、受口１０内に露出する境界部分６８の縁部６８ａから浸入する水が受口１０の外表面に露出する境界部分６８の縁部６８ｂから漏出することを防止できる。
【効果】内層と外層とを十分な強度で融着接合できるとともに、受口内の水が外部に漏出することを確実に防止できる。
【選択図】図７An inner layer having a protrusion with an acute angle formed on the entire outer surface is mounted on a left inner mold, and a heating element is mounted on the inner layer. The outer layer upper and outer molds 60, the outer layer lower outer mold 62 and the like are arranged so as to form an outer layer cavity at a distance from the inner layer 18 and the heating element 30, and the same type of molten resin as the inner layer 18 is formed in the cavity. Inject. At this time, the tip of the projection 36 is melted by the heat of the molten resin. When the molten resin and the molten resin at the tip of the projection 36 solidify, the projection 36 of the inner layer 18 and the outer layer 20 formed of the molten resin are fusion-bonded. Further, since the boundary portion 68 between the inner layer 18 and the outer layer 20 is sealed by the fusion portion 42, water entering from the edge portion 68 a of the boundary portion 68 exposed in the receptacle 10 is exposed on the outer surface of the receptacle 10. Leakage from the edge portion 68b of the boundary portion 68 can be prevented.
[Effect] The inner layer and the outer layer can be fusion-bonded with sufficient strength, and the leakage of water in the receiving port to the outside can be surely prevented.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は多層射出成形方法に関し、特にたとえば水道配水用やガス用の合成樹脂管が接合される受口を形成するための、多層射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の合成樹脂製の電気融着受口の一例として図１１に示すものがある。この電気融着受口１を製造するときは、まず、たとえば内層１ａを形成してこの内層１ａに電熱線１ｂを装着する。そして、この電熱線１ｂが装着された内層１ａの外表面を被覆するように外層１ｃを射出成形する。なお、電熱線１ｂは、端子１ｄ，１ｄに接続されている。
【０００３】
しかし、図１１に示す電気融着受口１では、内層１ａおよび外層１ｃの厚みの相違による収縮量の差や、各層１ａ，１ｃの残留歪等によって、内層１ａと外層１ｃとの境界部分２が剥離して、この２つの層１ａ，１ｃの間に隙間２ａが形成されることがある。この隙間２ａは、受口１の内周面１ｅに露出しているので、この隙間２ａに管３，３内の水等が浸入して、矢印２ｂに示すように移動することがある。これによって、水がこの隙間２ａと連通する端子１ｄの挿通孔（図示せず）を通って外部に漏出することがある。そこで、漏水を防止するための対策として、図１２〜図１５に示す方法がある。
【０００４】
図１２に示す電気融着受口４は、内層４ａが外層４ｂの内表面の全体を覆うように形成されたものである（たとえば、特許文献１参照。）。この内層４ａと外層４ｂとの境界部分５の縁部５ａ，５ｂは、受口４の内面に露出しておらず、受口４の両端面で露出するようにしてある。これによって、管３内の水が境界部分５の縁部５ａ，５ｂから浸入しないので、端子１ｄの挿通孔等からの漏水を防止できる。
【０００５】
図１４に示す電気融着受口６は、内層６ａと外層６ｂとの境界部分７の一方の縁部７ａが受口６の内面（接水部）６ｃに露出しているが、この縁部７ａが熱融着されて融着部７ｂが形成されている。このように、境界部分７の縁部７ａが熱融着されて境界部分７の隙間が閉じられているので、この縁部７ａが剥離することを防止できる。これによって、端子１ｄの挿通孔等からの漏水を防止できる。
【０００６】
図１５に示す電気融着受口８は、内層８ａと外層８ｂとの境界部分９の一方の縁部９ａが受口８の内面（接水部）８ｃに露出しているが、内層８ａのこの縁部９ａが形成されている端部の外周面にシール溝が形成され、このシール溝にシール部材（たとえばＯリング）９ｂが装着されている。このシール部材９ｂによって境界部分９を密封しており、これによって、端子１ｄの挿通孔等からの漏水を防止できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２９５９７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２に示す電気融着受口４では、この受口４の小径部の端部４ｃに合成樹脂管３の管端を突合せ接合したときに、この接合部内に空洞部が形成されることがある。その結果、十分な接合強度が得られないことがある。なお、受口４の端部４ｃと管端とを突合せ接合するときは、まず、図１３（Ａ）に示すように、受口４の端部４ｃの端面を平に形成する。そして、この端部４ｃを加熱溶融する。すると、図１３（Ｂ）に示すように、内層４ａおよび外層４ｂの境界部分５の縁部５ａと５ａとが剥離することがある。このように縁部５ａが剥離した受口４の端部４ｃと、加熱溶融された管端とを圧着接合すると、図１３（Ｃ）に示すように、この接合部内に空洞部５ｃが形成されることがあり、上記のように十分な接合強度が得られないという問題が生じる。
【０００９】
図１４に示す電気融着受口６では、内層６ａおよび外層６ｂの縁部７ａを熱融着するという後工程を必要とするので、手間がかかりコストが嵩む。そして、熱融着されるのは、境界部分７の縁部７ａだけであるので融着面積が狭く、したがって十分な融着強度が得られない。このように十分な融着強度が得られないので、漏水を確実に防止できない。
【００１０】
図１５に示す電気融着受口８では、シール部材９ｂの費用が嵩むし、シール部材９ｂをシール溝に装着するための手間が掛かる。そして、外層８ｂは、内層８ａの外表面に射出成形されて取り付けられているだけであり、融着されていないので、外層８ｂと内層８ａとの結合力（剥離強度）が比較的小さい。したがって、内層８ａのシール部材９ｂが装着されている端部が外層８ｂから剥離することがあり、漏水を確実に防止できない。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、内層と外層とを十分な強度で接合できるとともに、内層と外層との境界部分を確実に密封できる、多層射出成形方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、（ａ）先端が鋭角の少なくとも１つの突起を外表面に形成した合成樹脂からなる内層を準備し、（ｂ）内層内面に内型を装着し、（ｃ）内層の外表面と間隔を隔てたキャビティを形成するように外型を配置し、そして（ｄ）キャビティ内に内層と同じ種類の溶融合成樹脂を射出する、多層射出成形方法である。
【００１３】
【作用】
この発明によると、合成樹脂製の内層の外表面と外型の内表面との間に形成されたキャビティに、内層と同じ種類の溶融合成樹脂（以下、単に「溶融樹脂」と言う。）を射出充填することによって、内層の外表面に外層を成形することができる。そして、キャビティに溶融樹脂が射出充填されたときに、内層に形成されている突起の先端がその溶融樹脂の熱によって溶融する。そして、キャビティ内の溶融樹脂および突起の先端の溶融した樹脂は、射出圧力によってそれぞれの分子が混ざり合い、そしてこの状態で溶融樹脂が固化すると、突起と外層とが融着して一体化し、内層と外層とが強固に融着接合する。
【００１４】
また、この発明の多層射出成形方法を使用してたとえば受口を成形する場合、突起を内層の外表面の全周にわたって環状に形成すると、突起と外層の内表面とを内層の全周にわたって融着接合することができる。これによって、内層の外表面と外層の内表面との境界部分において、環状の突起の融着部で受口の先端側と奥側との間の密封性を確保できる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によると、キャビティ内の溶融樹脂が固化して成形された外層と、内層に形成された突起とが融着して一体化するので、内層と外層とを強固に融着接合することができる。よって、内層と外層とがその融着部で剥離することがない。したがって、この発明の多層射出成形方法によって、外層と内層との接合強度の品質の向上を図ることができるし、品質のばらつきを解消することができる。さらに、キャビティ内に射出される溶融樹脂の熱によって内層の突起の先端を溶融させているので、突起の先端を加熱溶融させるための作業が不要であり、製造コストを低減できる。
【００１６】
また、この発明の多層射出成形方法を使用してたとえば受口を成形する場合、突起を内層の外表面の全周にわたって環状に形成すると、内層の外表面と外層の内表面との境界部分において、環状の突起の融着部で受口の先端側と奥側との間の密封性を十分に確保できる。
【００１７】
したがって、内層と外層との境界部分の縁部が受口の内面（たとえば接水部）に露出するように形成した場合でも、受口内の流体が受口の外部に漏出することを確実に防止できる。そして、内層と外層との境界部分の縁部が受口の内面に露出するように形成して、その境界部分の縁部が受口の端部に露出しないようにすると、受口の端部に管端を突合せ接合したときに、接合部に図１３（Ｃ）に示すような空洞部が形成されることがなく、十分な接合強度が得られる。
【００１８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１９】
【実施例】
この発明に係る多層射出成形方法の第１実施例を図１〜図７を参照して説明する。この第１実施例の多層射出成形方法は、図１に示す合成樹脂からなる電気融着受口１０を射出成形する方法である。この電気融着受口１０は、図２に示すように、短円筒形の小径部１２の端部が直管１４の管端と突合せ接合されて、たとえば電気融着受口片受け直管（以下、単に「片受け直管」と言うこともある。）１６が形成される。この片受け直管１６は、直管１４の差口１４ａを他の片受け直管１６の受口１０に電気融着接合して、順次接合していくことによって、管路を形成することができる。この管路は、たとえば水道配水用管路またはガス用管路として使用される。この電気融着受口１０および直管１４は、たとえばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブテン等の熱可塑性樹脂製である。
【００２０】
電気融着受口１０は、図１に示すように、内層１８と外層２０とを備えており、この内層１８および外層２０は、同じ種類のたとえばポリエチレンで形成されている。そして、直管１４もこの内層１８等と同じ種類のポリエチレンで形成されている。
【００２１】
内層１８は、図１に示すように、受口１０の先端側から奥側に向かって、ほぼ短円筒形の接合部２２、および平行部２４が順に形成されている。接合部２２の外周面には、螺旋状の溝２８が形成されており、この溝２８には発熱体３０がコイル状に巻回されている。この発熱体３０は、たとえばステンレス線やニクロム線等から成っている。この発熱体３０の両端部は、外層２０の外表面に突出して設けられているピン３２，３２に接続されている。この接合部２２は、内径が直管１４の差口１４ａの外径とほぼ同一の寸法であり、この接合部２２に直管１４の差口１４ａを挿入して電気融着接合できるように形成されている。平行部２４の内径は、接合部２２の内径よりも小さい寸法であって、直管１４の内径とほぼ等しい寸法に形成されている。よって、接合部２２と平行部２４との境界に段差部３４が形成されている。直管１４の差口１４ａは、図２に示すように、この段差部３４に突き当たるまで受口１０に挿入されて接合される。
【００２２】
平行部２４の奥側端にテーパ状に形成された外表面には、図３に示すように、その全周にわたって円環状の突起３６が２つ形成されている。各突起３６は、図７（Ｂ）の拡大断面図に示すように、それぞれの先端が外層２０の内表面に融着して一体化しており、これによって、内層１８と外層２０とが強固に融着接合している。この融着部４２は、内層１８の外表面の全周にわたって形成されている。ただし、各突起３６は、それぞれの先端が外層２０の内表面に融着される前の状態では、図５（Ｂ）に示すように、先端の角度θ１が鋭角であって、ほぼ三角形の断面形状に形成されている。この角度θ１は、１５°〜６０°が好ましく、この実施例では約３０°に形成されている。
【００２３】
外層２０は、図１に示すように、受口１０の先端側から奥側に向かって、ほぼ短円筒形の大径部３８，テーパ部４０および小径部１２が順に形成されている。外層２０の大径部３８およびテーパ部４０は、それらの内表面が内層１８の接合部２２および平行部２４の外表面に密着した状態でこの内層１８を被覆している。なお、外層２０のテーパ部４０の内表面は、上述したように、内層１８に形成されている各突起３６の先端と融着接合している。外層２０の小径部１２の内径は、内層１８の平行部２４の内径、すなわち、直管１４の内径とほぼ等しい寸法に形成されている。そして、大径部３８の外表面には、２つの短円筒形の凸部４４が形成されており、各凸部４４の内側に各ピン３２が収容されている。
【００２４】
この電気融着受口１０は、図２に示すように、小径部１２の端部が直管１４の管端と突合せ接合されて、電気融着受口片受け直管１６として形成されている。
【００２５】
次に、図１に示す電気融着受口１０を、多層射出成形方法を使用して成形する手順を図４〜図７等を参照して説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、内層１８を射出成形するための左内型４６，右内型４８，内層用上外型５０および内層用下外型５２を準備して組み付ける。このように、各型４６等を組み付けた状態で内層用キャビティ５４が形成される。この内層用キャビティ５４は、内層１８と対応する形状である。
【００２６】
左内型４６は、フランジ部４６ａおよび円柱状部４６ｂを備えている。円柱状部４６ｂは、その外周表面４６ｃが内層１８の内表面１８ａと対応する形状となっており、先端部４６ｄが内層用キャビティ５４よりも右内型４８側に突出する長さに形成されている。この先端部４６ｄは、短円柱形に形成されている。そして、フランジ部４６ａおよび円柱状部４６ｂの表面が交わる隅角部５６は、内層１８の開口縁と対応する形状となっている。
【００２７】
右内型４８は、フランジ部４８ａおよび円柱部４８ｂを備えている。円柱部４８ｂは、その先端部が左内型４６の先端部４６ｄと当接する長さに形成されている。この円柱部４８ｂおよび円柱状部４６ｂの先端部４６ｄの直径は、図１に示す受口１０の小径部１２の内径とほぼ同一の寸法である。
【００２８】
内層用上外型５０および内層用下外型５２は、半割構造となっており、図４（Ａ）に示すように、組み付けた状態で、それぞれの内表面５０ａ，５２ａが内層１８の外表面１８ｂと対応する形状となっている。
【００２９】
なお、図４（Ｂ）に示すように、内層用上外型５０および内層用下外型５２の内表面５０ａ，５２ａには、内層１８に形成される２つの円環状の突起３６を成形するための２つの円環状の溝５８が形成されている。この溝５８の底の角度はθ１であり、突起３６の先端の角度θ１と同一である。
【００３０】
次に、図５（Ａ）に示すように、内層用キャビティ５４内に溶融合成樹脂（以下、単に「溶融樹脂」という。）を射出充填する。この射出された溶融樹脂が冷却されて固化すると、内層１８が成形される。図５（Ｂ）は、成形された内層１８の突起３６を示す拡大断面図である。
【００３１】
次に、内層用上外型５０および内層用下外型５２を取り外す。そして、図６（Ａ）に示すように、内層１８が左内型４６に装着された状態で、発熱体３０を内層１８に形成されている溝２８に装着し、この発熱体３０の両端部に接続されているピン３２，３２を外層用上外型６０に取り付ける。そして、この図６（Ａ）に示すように、左内型４６に内層１８が装着された状態で、この左および右内型４６，４８に外層用上外型６０および外層用下外型６２を組み付ける。このように組み付けた状態で、外層用キャビティ６４が形成され、この外層用キャビティ６４は、外層２０と対応する形状である。つまり、外層用上外型６０および外層用下外型６２は、半割構造になっており、組み付けた状態で、それぞれの内表面６０ａ，６２ａが外層２０の外表面２０ａと対応する形状となっている。したがって、外層用上外型６０および外層用下外型６２の内表面６０ａ，６２ａは、外層用キャビティ６４を形成するように内層１８の外表面１８ｂと間隔を隔てて配置されている。よって、外層２０の内表面の一部が内層１８の外表面１８ｂによって成形される。図６（Ｂ）は、外層用キャビティ６４が内層１８の突起３６によって形成されている部分を示す拡大断面図である。なお、外層用上外型６０の内表面６０ａには、各ピン３２を装着するための各挿入口、および各凸部４４を成形するための各凹部６６が形成されている。
【００３２】
次に、図７（Ａ）に示すように、外層用キャビティ６４内に溶融樹脂を射出充填する。この射出された溶融樹脂が冷却されて固化すると、外層２０が成形される。ただし、図７（Ｂ）に示すように、外層用キャビティ６４に溶融樹脂が射出充填されたときに、内層１８に形成されている各突起３６の先端がその溶融樹脂の熱によって溶融する。そして、外層用キャビティ６４内の溶融樹脂および突起３６の先端の溶融した樹脂は、その射出圧力によってそれぞれの分子が混ざり合い、そして、この状態で溶融樹脂が固化すると、突起３６と外層２０とが融着して一体化し、内層１８と外層２０とが強固に融着接合する。このようにして、融着部４２が形成される。
【００３３】
なお、内層１８および外層２０の材質がたとえばポリエチレンの場合、突起３６の先端が外層用キャビティ６４内に射出された溶融樹脂によって溶融して、突起３６と外層２０とが融着して一体となるようにするには、この溶融樹脂の温度が１８０℃以上であって、圧力が約２０Ｐａ（パスカル）程度必要である。これに対して、外層用キャビティ６４内に射出された溶融樹脂の温度が２１０〜２５０℃であって、外層用キャビティ６４内の圧力が約２０Ｐａ以上であるので、この条件を満たしており、突起３６と外層２０とが融着して一体となる。
【００３４】
次に、外層用上外型６０および下外型６２、ならびに左および右内型４６，４８を移動させて開き、これらの型６０等からこの成形された電気融着受口１０を取り外す。これによって、図１に示す電気融着受口１０が得られる。
【００３５】
この多層射出成形方法によると、図７（Ｂ）に示すように、外層用キャビティ６４内の溶融樹脂が固化して成形された外層２０と、内層１８に形成された突起３６とが融着して一体化するので、内層１８と外層２０とを強固に融着接合することができる。よって、内層１８と外層２０とがその融着部４２で剥離することがない。しかも、内層１８に形成されている突起３６と外層２０とが互いに噛み合う状態で結合しているので、内層１８と外層２０との間で十分な接合強度が得られる。したがって、この多層射出成形方法によって、電気融着受口（以下、単に「受口」と言うこともある。）１０の外層２０と内層１８との接合強度の品質の向上を図ることができるし、品質のばらつきを解消することができる。さらに、外層用キャビティ６４内に射出される溶融樹脂の熱によって内層１８の突起３６の先端を溶融させているので、突起３６の先端を加熱溶融させるための作業が不要であり、その分だけ製造コストを低減できる。
【００３６】
そして、内層１８に形成されている突起３６は、図３に示すように、内層１８の外表面１８ｂの全周にわたって環状に形成してあるので、突起３６と外層２０の内表面とを内層１８の全周にわたって融着接合することができる。これによって、図１に示す内層１８の外表面１８ｂと外層２０の内表面との境界部分６８（図７（Ｂ）参照）において、環状の突起３６の融着部４２で受口１０の先端側と奥側との間の水密性を十分に確保できる。
【００３７】
つまり、内層１８と外層２０との境界部分６８の縁部６８ａ，６８ｂは、図１に示すように、受口１０の内面（たとえば接水部）と、外層２０に形成されている凸部４４の内側とに露出しているが、この２箇所の縁部６８ａと６８ｂとの間に環状の突起３６の融着部４２が形成されているので、受口１０内の水等の流体が受口１０内に形成されている縁部６８ａから浸入して、受口１０の外表面に形成されている縁部６８ｂから外部に漏出することを確実に防止できる。
【００３８】
そして、内層１８と外層２０との境界部分６８の縁部６８ａが受口１０の内面に露出するように形成してあり、この縁部６８ａが受口１０の小径部１２の端面１２ａに露出していないので、受口１０の端面１２ａに直管１４の管端を突合せ接合したときに、その接合部７０に図１３（Ｃ）に示すような空洞部５ｃが形成されることがなく、十分な接合強度が得られる。なお、図１に示す受口１０の小径部１２の端部と、直管１４の管端とを突合せ接合するときは、それぞれの端部を加熱溶融し、すばやく突き合わせて圧着接合すればよい。これによって、図２に示す電気融着受口片受け直管１６が得られる。
【００３９】
次に、この電気融着受口片受け直管１６を用いて配管施工を行うときは、図２に示すように、一方の片受け直管１６の差口１４ａを他方の片受け直管１６の受口１０に電気融着接合して、この融着接合された片受け直管１６を設置すればよい。この電気融着接合の手順は、まず、一方の片受け直管１６の差口１４ａを他方の片受け直管１６の受口１０に挿入して、２つの各ピン３２にケーブルを接続する。各ケーブルは、コントローラ（図示せず）に接続している。そして、コントローラから通電して発熱体３０を発熱させることによって差口１４ａと受口１０とを電気融着接合できる。
【００４０】
次に、この発明に係る多層射出成形方法の第２実施例を図８〜図１０を参照して説明する。この第２実施例の多層射出成形方法は、図８に示す電気融着受口片受け直管（以下、単に「片受け直管」と言うこともある。）７２を射出成形する方法である。この片受け直管７２は、直管７４の端部に形成されている拡径部（内層）７６に外層８０を融着接合することによって形成されている。この外層８０および拡径部７６は、この片受け直管７２の電気融着受口７８として形成されている。この片受け直管７２は、第１実施例と同様に、直管７４の差口７４ａを他の片受け直管７２の受口７８に電気融着接合して、順次接合していくことによって、管路を形成することができる。この管路は、たとえば水道配水用管路またはガス用管路として使用される。この直管７４および外層８０は、たとえばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブテン等の熱可塑性樹脂製であり、この実施例では、両者は同じ種類のたとえばポリエチレンで形成されている。
【００４１】
直管７４は、図８に示すように、本体部８２、およびこの本体部８２の管端に形成されている拡径部７６を備えている。拡径部７６は、短円筒形状であり、その内径が本体部８２の差口７４ａの外径とほぼ同一の寸法である。そして、拡径部７６の外周面には、第１実施例と同様に、その全周にわたって円環状の突起３６が２つ形成されている。各突起３６は、第１実施例と同等のものであり、図９の拡大断面図に示すように、それぞれの先端が外層８０の内表面に融着して一体化しており、これによって、拡径部７６（内層）と外層８０とが強固に融着接合している。この融着部４２は、拡径部７６の外表面の全周にわたって形成されている。ただし、各突起３６は、それぞれの先端が外層８０の内表面に融着される前の状態では、先端の角度θ１が鋭角であって、ほぼ三角形の断面形状に形成されている。この角度θ１は、約３０°である。
【００４２】
外層８０は、図８に示すように、受口７８の先端側に接合部８４が形成されており、その奥側に拡径部８６が形成されている。接合部８４の内周面には、コイル状に巻回された発熱体３０が埋め込まれている。発熱体３０は、第１実施例と同様に、たとえばステンレス線やニクロム線等から成っている。この発熱体３０の両端部は、外層８０の外表面に突出して形成されているピン３２，３２に接続されている。各ピン３２は、外層８０の外表面に形成されている短円筒形の各凸部４４の内側に収容されている。この接合部８４の内径は、直管７４の差口７４ａの外径とほぼ同一の寸法であり、接合部８４に直管７４の差口７４ａを挿入して電気融着接合できるように形成されている。なお、接合部８４の内径は、直管７４の拡径部７６の内径とほぼ同一の寸法である。
【００４３】
拡径部８６は、図８に示すように、その内表面が直管７４の拡径部７６の外表面に密着した状態でこの拡径部７６を被覆している。なお、外層８０の拡径部８６の内表面は、上述したように、直管７４の拡径部７６（内層）に形成されている各突起３６の先端と融着接合している。
【００４４】
次に、図８に示す電気融着受口片受け直管７２を、多層射出成形方法を使用して成形する手順を図８〜図１０を参照して説明する。まず、この多層射出成形方法で使用する内型８８，上外型９０および下外型９２を説明する。この内型８８，上外型９０および下外型９２は、図１０に示すように、予め形成して得られた直管７４を内型８８に装着し、この直管７４の拡径部７６を上外型９０と下外型９２との間に挟み込むようにして組み付けた状態で外層用キャビティ９４が形成される。この外層用キャビティ９４は、外層８０と対応する形状である。
【００４５】
内型８８は、図１０に示すように、フランジ部８８ａおよび円柱状部８８ｂを備えている。円柱状部８８ｂは、その表面が受口７８の内表面７８ａと対応する形状となっている。つまり、円柱状部８８ｂの先端には傾斜段部９６が形成され、さらにその先端に小径の案内部９８が形成されている。この案内部９８は、直管７４の本体部８２内に所定の深さで装着される長さに形成されている。この円柱状部８８ｂ（傾斜段部９６および案内部９８を除く）の外径は、外層８０の接合部８４の内径とほぼ同一の寸法であり、案内部９８の外径は直管７４の本体部８２の内径とほぼ同一の寸法である。
【００４６】
上外型９０および下外型９２は、半割構造となっており、図１０に示すように、組み付けた状態で、それぞれの内表面９０ａ，９２ａが外層８０の外表面８０ａと対応する形状となっている。この上外型９０および下外型９２の軸方向の一方の各端部には、内型８８のフランジ部８８ａおよび円柱状部８８ｂの外周面と当接する側壁部９０ｂ，９２ｂが設けられ、他方の各端部には直管７４の拡径部７６の傾斜段部１００および本体部８２の外周面と当接する側壁部９０ｃ，９２ｃが設けられている。また、上外型９０の内表面９０ａには、各ピン３２を装着するための各挿入口、および各凸部４４を成形するための各凹部６６が形成されている。
【００４７】
次に、図８に示す電気融着受口片受け直管７２を射出成形する手順を説明する。まず、図１０に示すように、内型８８の円柱状部８８ｂの外周面にコイル状の発熱体３０を装着し、この発熱体３０の両端部に接続している各ピン３２を上外型９０に形成されている各挿入口に装着する。そして、直管７４の拡径部７６を内型８８の先端に装着し、拡径部７６の傾斜断部１００が内型８８の傾斜断部９６に当接するまでこの直管７４を押し込む。なお、この発熱体３０は、たとえばステンレス製の電熱線を間隔を隔てて所定のピッチで螺旋状に巻回したものを、ポリエチレン等の合成樹脂（この実施例では、ポリエチレンを使用している。）で被覆して、円筒状に形成したものである。また、直管７４は、予めたとえば射出成形によって形成して準備したものである。なお、直管７４の拡径部７６の外表面には、図１０に示すように、全周にわたって２つの円環状の突起３６が形成されている。各突起３６の先端の角度θ１は、約３０°である。
【００４８】
次に、上外型９０および下外型９２を移動させて図１０に示す状態に組み付ける。これによって、外層用キャビティ９４が形成され、この外層用キャビティ９４は、外層８０と対応する形状である。
【００４９】
次に、外層用キャビティ９４内に溶融樹脂を射出充填する。この射出された溶融樹脂が冷却されて固化すると、外層８０が成形される。ただし、図９に示すように、外層用キャビティ９４に溶融樹脂が射出充填されたときに、第１実施例と同様に、直管７４の拡径部７６（内層）に形成されている各突起３６の先端がその溶融樹脂の熱によって溶融する。そして、外層用キャビティ９４内の溶融樹脂および突起３６の先端の溶融した樹脂は、射出圧力によってそれぞれの分子が混ざり合い、そして、この状態で溶融樹脂が固化すると、突起３６と外層８０とが融着して一体化し、直管７４の拡径部７６と外層８０とが強固に融着接合する。このようにして融着部４２が形成される。
【００５０】
なお、直管７４および外層８０の材質がポリエチレンであり、外層用キャビティ９４内に射出された溶融樹脂の温度が２１０〜２５０℃であって、外層用キャビティ９４内の圧力が約２０Ｐａ以上であるので、第１実施例と同様に、突起３６と外層８０とが融着して一体となる。
【００５１】
次に、上外型９０および下外型９２を移動させて開き、内型８８からこの成形された電気融着受口片受け直管７２を取り外すことによって、図８に示す電気融着受口片受け直管７２が得られる。
【００５２】
この多層射出成形方法によると、外層用キャビティ９４内の溶融樹脂が固化して成形された外層８０と、直管７４の拡径部７６に形成された突起３６とが融着して一体化するので、直管７４と外層８０とを強固に融着接合することができる。よって、直管７４と外層８０とがその融着部４２で剥離することがない。しかも、直管７４に形成されている突起３６と外層８０とが互いに噛み合う状態で結合しているので、外層８０と直管７４との間で十分な接合強度が得られる。したがって、この多層射出成形方法によって、受口７８を構成する外層８０と直管７４との接合強度の品質の向上を図ることができるし、品質のばらつきを解消することができる。さらに、外層用キャビティ９４内に射出される溶融樹脂の熱によって直管７４の突起３６の先端を溶融させているので、突起３６の先端を加熱溶融させるための作業が不要であり、その分だけ製造コストを低減できる。
【００５３】
そして、直管７４に形成されている突起３６は、拡径部７６の外表面の全周にわたって環状に形成してあるので、突起３６と外層８０の内表面とを拡径部７６の全周にわたって融着接合することができる。これによって、図９に示す拡径部７６の外表面と外層８０の内表面との境界部分１０２において、環状の突起３６の融着部４２で受口７８の内側と外側との間の水密性を十分に確保できる。
【００５４】
つまり、直管７４の拡径部７６と外層８０との境界部分１０２の縁部１０２ａ，１０２ｂは、図９に示すように、受口７８の内面（たとえば接水部）と、受口７８の外面とに露出しているが、この２箇所の縁部１０２ａと１０２ｂとの間に環状の突起３６の融着部４２が形成されているので、受口７８内の水等の流体が受口７８内に形成されている縁部１０２ａから浸入して、受口７８の外表面に形成されている縁部１０２ｂから外部に漏出することを確実に防止できる。
【００５５】
そして、外層８０と融着接合される拡径部７６は、予め直管７４の本体部８２と一体に形成されているので、第１実施例のように、受口７８に直管７４の本体部８２を突合せ接合する必要がない。したがって、片受け直管７２の製造コストをその分だけ低減することができる。
【００５６】
次に、この電気融着受口片受け直管７２を用いて配管施工を行うときは、図８に示すように、一方の片受け直管７２の差口７４ａを他方の片受け直管７２の受口７８に電気融着接合して、この融着接合された片受け直管７２を設置すればよい。この融着接合の手順は、第１実施例と同等であるので、その説明を省略する。
【００５７】
ただし、第１および第２実施例では、内層１８および直管７４をそれぞれ射出成形によって形成したが、これ以外の方法によって形成してもよい。
【００５８】
そして、第１および第２実施例では、この発明を電気融着受口片受け直管１６，７２に適用したが、これ以外の樹脂成形品にも適用できる。要は、外層２０，８０と内層（拡径部７６）１８とを有し、外層を射出成形することによって内層の表面に形成するものであれば、この発明を適用することができる。
【００５９】
また、第１および第２実施例では、図５（Ｂ）等に示すように、突起３６を２つ形成したが、これに代えて、突起３６を１つまたは３つ以上形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例に係る電気融着受口を示す縦断面図である。
【図２】図１の電気融着受口に直管が接合されて形成された片受け直管に別の片受け直管が電気融着接合された状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の電気融着受口に設けられている内層を示す半断面図である。
【図４】（Ａ）は図３の内層を射出成形するための左内型，右内型，内層用上外型および内層用下外型を示す縦断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）に示す内層用キャビティの突起を成形する部分の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）の内層用キャビティ内に溶融樹脂を射出した状態を示す縦断面図、（Ｂ）は図４（Ｂ）の内層用キャビティの突起を成形する部分に溶融樹脂が射出された状態を示す拡大断面図である。
【図６】（Ａ）は図１の外層を射出成形するための左内型、右内型、外層用上外型および外層用下外型を示す縦断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）の外層用キャビティにおける内層の突起によって形成される部分を示す拡大断面図である。
【図７】（Ａ）は図６（Ａ）の外層用キャビティ内に溶融樹脂を射出した状態を示す縦断面図、（Ｂ）は図６（Ｂ）の外層用キャビティにおける内層の突起によって形成される部分に溶融樹脂が射出された状態を示す拡大断面図である。
【図８】この発明の第２実施例に係る電気融着受口片受け直管に別の片受け直管が電気融着接合された状態を示す縦断面図である。
【図９】図８の片受け直管の外層と直管の拡径部との融着接合の状態を示す部分拡大断面図である。
【図１０】図８の外層を射出成形するための内型，上外型および下外型を示す縦断面図である。
【図１１】従来の電気融着受口の構造および漏水の原理を模式的に説明する縦断面図である。
【図１２】従来の他の電気融着受口を示す縦断面図である。
【図１３】（Ａ）は図１２に示す従来の電気融着受口の端部の部分拡大断面図、（Ｂ）は図１３（Ａ）の端部を突合せ接合するために加熱溶融した状態を示す部分拡大断面図、（Ｃ）は図１３（Ｂ）の端部に管端を突合せ接合した状態を示す部分拡大断面図である。
【図１４】従来のさらに他の電気融着受口を示す縦断面図である。
【図１５】従来の他の電気融着受口を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０，７８ …電気融着受口
１２ …小径部
１２ａ …小径部の端面
１４，７４ …直管
１４ａ，７４ａ …差口
１６，７２ …電気融着受口片受け直管
１８ …内層
１８ａ，５０ａ，５２ａ，６０ａ，６２ａ，９０ａ，９２ａ …内表面
１８ｂ，２０ａ，８０ａ …外表面
２０，８０ …外層
２２，７０，８４ …接合部
４０ …テーパ部
３０ …発熱体
３２ …ピン
３６ …突起
３８ …大径部
４２ …融着部
４６ …左内型
４６ａ，４８ａ，８８ａ …フランジ部
４６ｂ，８８ｂ …円柱状部
４６ｃ …外周表面
４６ｄ …先端部
４８ …右内型
４８ｂ …円柱部
５０ …内層用上外型
５２ …内層用下外型
５４ …内層用キャビティ
５８ …溝
６０ …外層用上外型
６２ …外層用下外型
６４，９４ …外層用キャビティ
６８，１０２ …境界部分
６８ａ，６８ｂ，１０２ａ，１０２ｂ …縁部
７６，８６ …拡径部
８２ …本体部
８８ …内型
９０ …上外型
９２ …下外型[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a multi-layer injection molding method, and more particularly to a multi-layer injection molding method for forming a receiving port to which a synthetic resin pipe for water distribution or gas is joined.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 shows an example of a conventional synthetic resin electric fusion socket. When manufacturing the electrofusion receiving port 1, first, for example, an inner layer 1a is formed, and a heating wire 1b is attached to the inner layer 1a. Then, the outer layer 1c is injection-molded so as to cover the outer surface of the inner layer 1a on which the heating wire 1b is mounted. The heating wire 1b is connected to terminals 1d, 1d.
[0003]
However, in the electrofusion receiving port 1 shown in FIG. 11, a boundary portion 2 between the inner layer 1a and the outer layer 1c is caused by a difference in shrinkage due to a difference in thickness between the inner layer 1a and the outer layer 1c and a residual strain of each layer 1a, 1c. May be separated to form a gap 2a between the two layers 1a and 1c. Since the gap 2a is exposed on the inner peripheral surface 1e of the receiving port 1, water or the like in the pipes 3, 3 may enter the gap 2a and move as indicated by an arrow 2b. As a result, water may leak to the outside through an insertion hole (not shown) of the terminal 1d communicating with the gap 2a. Therefore, there are methods shown in FIGS. 12 to 15 as measures for preventing water leakage.
[0004]
The electrofusion receiving port 4 shown in FIG. 12 is formed so that the inner layer 4a covers the entire inner surface of the outer layer 4b (for example, see Patent Document 1). The edges 5a and 5b of the boundary portion 5 between the inner layer 4a and the outer layer 4b are not exposed on the inner surface of the receptacle 4, but are exposed on both end faces of the receptacle 4. As a result, water in the pipe 3 does not enter through the edges 5a and 5b of the boundary portion 5, so that water leakage from the insertion hole of the terminal 1d can be prevented.
[0005]
In the electrofusion receiving port 6 shown in FIG. 14, one edge 7a of a boundary portion 7 between the inner layer 6a and the outer layer 6b is exposed on the inner surface (water contact portion) 6c of the receiving port 6. 7a is thermally fused to form a fused portion 7b. As described above, since the edge 7a of the boundary portion 7 is thermally fused and the gap of the boundary portion 7 is closed, it is possible to prevent the edge 7a from peeling off. Thereby, water leakage from the insertion hole of the terminal 1d can be prevented.
[0006]
In the electrofusion receiving port 8 shown in FIG. 15, one edge 9 a of the boundary portion 9 between the inner layer 8 a and the outer layer 8 b is exposed on the inner surface (water contact portion) 8 c of the receiving port 8. A seal groove is formed on the outer peripheral surface of the end where the edge 9a is formed, and a seal member (for example, an O-ring) 9b is mounted in the seal groove. The boundary portion 9 is sealed by the seal member 9b, thereby preventing water leakage from the insertion hole of the terminal 1d.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-295978 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electrofusion port 4 shown in FIG. 12, when the end of the synthetic resin pipe 3 is butt-joined to the end 4c of the small-diameter portion of the port 4, a cavity is formed in the joint. Sometimes. As a result, sufficient bonding strength may not be obtained. When butt-joining the end 4c of the receptacle 4 and the pipe end, first, as shown in FIG. 13A, the end face of the end 4c of the receptacle 4 is formed flat. Then, the end 4c is heated and melted. Then, as shown in FIG. 13B, the edges 5a and 5a of the boundary portion 5 between the inner layer 4a and the outer layer 4b may peel off. When the end 4c of the socket 4 from which the edge 5a is peeled off and the tube end heated and melted are press-bonded, as shown in FIG. 13C, a cavity 5c is formed in the joint. As a result, there is a problem that a sufficient bonding strength cannot be obtained as described above.
[0009]
The electrofusion receiving port 6 shown in FIG. 14 requires a post-process of heat-sealing the edges 7a of the inner layer 6a and the outer layer 6b, which is troublesome and increases costs. Since only the edge 7a of the boundary portion 7 is thermally fused, the fusion area is small, and therefore, sufficient fusion strength cannot be obtained. Since sufficient fusion strength cannot be obtained, water leakage cannot be reliably prevented.
[0010]
In the electrofusion receiving port 8 shown in FIG. 15, the cost of the seal member 9b increases, and it takes time to mount the seal member 9b in the seal groove. Since the outer layer 8b is merely attached by injection molding to the outer surface of the inner layer 8a and is not fused, the bonding strength (peeling strength) between the outer layer 8b and the inner layer 8a is relatively small. Therefore, the end of the inner layer 8a where the seal member 9b is mounted may peel off from the outer layer 8b, and water leakage cannot be reliably prevented.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a multilayer injection molding method capable of joining an inner layer and an outer layer with sufficient strength and reliably sealing a boundary between the inner layer and the outer layer.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there are provided (a) an inner layer made of a synthetic resin having at least one protrusion with a sharp end formed on an outer surface, (b) mounting an inner mold on the inner surface of the inner layer, and (c) forming an inner layer on the outer surface of the inner layer. (D) A multi-layer injection molding method in which an outer mold is arranged so as to form spaced cavities, and (d) molten synthetic resin of the same type as the inner layer is injected into the cavities.
[0013]
[Action]
According to the present invention, the same kind of molten synthetic resin as the inner layer (hereinafter simply referred to as “molten resin”) is filled in a cavity formed between the outer surface of the inner layer made of synthetic resin and the inner surface of the outer mold. The outer layer can be formed on the outer surface of the inner layer by injection filling. When the molten resin is injected and filled in the cavity, the tips of the protrusions formed in the inner layer are melted by the heat of the molten resin. The molten resin in the cavity and the molten resin at the tip of the projection are mixed with each other by the injection pressure, and when the molten resin is solidified in this state, the projection and the outer layer are fused and integrated to form an inner layer. And the outer layer are firmly fusion bonded.
[0014]
In addition, for example, when a receiving port is formed using the multilayer injection molding method of the present invention, if the projection is formed in a ring shape over the entire outer surface of the inner layer, the protrusion and the inner surface of the outer layer are melted over the entire circumference of the inner layer. It can be bonded and joined. Thereby, at the boundary between the outer surface of the inner layer and the inner surface of the outer layer, the sealing performance between the distal end side and the back side of the receptacle can be ensured by the fused portion of the annular projection.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, the outer layer formed by solidifying the molten resin in the cavity and the projection formed on the inner layer are fused and integrated, so that the inner layer and the outer layer can be firmly fusion bonded. it can. Therefore, the inner layer and the outer layer do not separate at the fused portion. Therefore, according to the multilayer injection molding method of the present invention, it is possible to improve the quality of the bonding strength between the outer layer and the inner layer, and it is possible to eliminate the variation in the quality. Further, since the tip of the projection of the inner layer is melted by the heat of the molten resin injected into the cavity, an operation for heating and melting the tip of the projection is unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.
[0016]
In the case of forming a socket, for example, using the multilayer injection molding method of the present invention, if the projection is formed in a ring shape over the entire outer surface of the inner layer, the protrusion may be formed at the boundary between the outer surface of the inner layer and the inner surface of the outer layer. In addition, the sealability between the distal end side and the back side of the receptacle can be sufficiently ensured by the fused portion of the annular projection.
[0017]
Therefore, even when the edge of the boundary between the inner layer and the outer layer is formed so as to be exposed on the inner surface (for example, the water contact portion) of the receptacle, it is possible to reliably prevent the fluid in the receptacle from leaking out of the receptacle. it can. Then, the edge of the boundary between the inner layer and the outer layer is formed so as to be exposed on the inner surface of the socket, and the edge of the boundary is not exposed at the end of the socket. When the pipe ends are butt-joined to each other, a hollow portion as shown in FIG. 13C is not formed in the joint portion, and sufficient joining strength can be obtained.
[0018]
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0019]
【Example】
A first embodiment of the multilayer injection molding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. The multi-layer injection molding method of the first embodiment is a method of injection-molding an electrofusion receiving port 10 made of a synthetic resin shown in FIG. As shown in FIG. 2, the end of the short cylindrical small-diameter portion 12 is butt-joined to the end of the straight pipe 14, and for example, the electrofusion receiving port 10 is, as shown in FIG. Hereinafter, it may be simply referred to as “one-sided straight pipe”.) 16 is formed. This one-side receiving straight pipe 16 can form a pipe by joining the spigot 14a of the straight pipe 14 to the receiving port 10 of the other one-side receiving straight pipe 16 by welding in order. it can. This pipeline is used, for example, as a pipeline for water distribution or a pipeline for gas. The electrofusion receiving port 10 and the straight pipe 14 are made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene and polybutene.
[0020]
As shown in FIG. 1, the electrofusion receiving port 10 includes an inner layer 18 and an outer layer 20, and the inner layer 18 and the outer layer 20 are formed of the same type, for example, polyethylene. The straight pipe 14 is also formed of the same type of polyethylene as the inner layer 18 and the like.
[0021]
As shown in FIG. 1, the inner layer 18 has a substantially short cylindrical joining portion 22 and a parallel portion 24 sequentially formed from the distal end side of the receiving port 10 toward the back side. A spiral groove 28 is formed on the outer peripheral surface of the joint portion 22, and a heating element 30 is wound in a coil shape in the groove 28. The heating element 30 is made of, for example, a stainless steel wire or a nichrome wire. Both ends of the heating element 30 are connected to pins 32, 32 protruding from the outer surface of the outer layer 20. The joint 22 has an inner diameter that is substantially the same as the outer diameter of the spigot 14a of the straight pipe 14, and is formed so that the spigot 14a of the straight pipe 14 can be inserted into the joint 22 to perform electro-fusion bonding. Have been. The inner diameter of the parallel part 24 is smaller than the inner diameter of the joint part 22 and is formed to be substantially the same as the inner diameter of the straight pipe 14. Therefore, a step portion 34 is formed at the boundary between the joint portion 22 and the parallel portion 24. As shown in FIG. 2, the spigot 14a of the straight pipe 14 is inserted into and joined to the receptacle 10 until the spigot 14a hits the step 34.
[0022]
As shown in FIG. 3, two annular projections 36 are formed on the outer surface formed in the tapered shape at the far end of the parallel portion 24 over the entire circumference thereof. As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 7B, each of the protrusions 36 has its tip fused and integrated with the inner surface of the outer layer 20, whereby the inner layer 18 and the outer layer 20 are firmly connected. Fusion bonding. The fused portion 42 is formed over the entire outer surface of the inner layer 18. However, in a state before the respective tips are fused to the inner surface of the outer layer 20, the projections 36 have an acute angle θ1 at the tips and a substantially triangular cross section, as shown in FIG. It is formed in a shape. This angle θ1 is preferably 15 ° to 60 °, and in this embodiment, is formed at about 30 °.
[0023]
As shown in FIG. 1, the outer layer 20 has a large diameter portion 38, a tapered portion 40, and a small diameter portion 12, each of which has a substantially short cylindrical shape, formed in this order from the distal end side of the receptacle 10 to the back side. The large diameter portion 38 and the tapered portion 40 of the outer layer 20 cover the inner layer 18 in a state where their inner surfaces are in close contact with the outer surfaces of the joint portion 22 and the parallel portion 24 of the inner layer 18. The inner surface of the tapered portion 40 of the outer layer 20 is fusion-bonded to the tip of each protrusion 36 formed on the inner layer 18 as described above. The inner diameter of the small-diameter portion 12 of the outer layer 20 is formed to be substantially the same as the inner diameter of the parallel portion 24 of the inner layer 18, that is, the inner diameter of the straight pipe 14. Two short cylindrical protrusions 44 are formed on the outer surface of the large diameter portion 38, and each pin 32 is accommodated inside each protrusion 44.
[0024]
As shown in FIG. 2, the end portion of the small-diameter portion 12 is butt-joined to the end of the straight pipe 14 to form an electrofusion port piece receiving straight pipe 16. .
[0025]
Next, a procedure for forming the electrofusion receiving port 10 shown in FIG. 1 by using a multilayer injection molding method will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4A, a left inner mold 46, a right inner mold 48, an inner outer upper mold 50, and an inner lower mold 52 for injection molding the inner layer 18 are prepared and assembled. In this manner, the inner layer cavity 54 is formed in a state where the molds 46 and the like are assembled. The inner layer cavity 54 has a shape corresponding to the inner layer 18.
[0026]
The left inner die 46 includes a flange portion 46a and a columnar portion 46b. The outer peripheral surface 46c of the columnar portion 46b has a shape corresponding to the inner surface 18a of the inner layer 18, and the distal end portion 46d is formed to have a length protruding toward the right inner mold 48 from the inner layer cavity 54. I have. The tip portion 46d is formed in a short column shape. A corner 56 at which the surfaces of the flange 46a and the column 46b intersect has a shape corresponding to the opening edge of the inner layer 18.
[0027]
The right inner mold 48 includes a flange portion 48a and a column portion 48b. The cylindrical portion 48b is formed to have a length such that the distal end thereof contacts the distal end 46d of the left inner mold 46. The diameter of the cylindrical portion 48b and the distal end 46d of the cylindrical portion 46b is substantially the same as the inner diameter of the small diameter portion 12 of the receptacle 10 shown in FIG.
[0028]
The upper and outer molds 50 for the inner layer and the lower outer mold 52 for the inner layer have a half-split structure. As shown in FIG. 4 (A), in an assembled state, the respective inner surfaces 50a and 52a are outside the inner layer 18. It has a shape corresponding to the surface 18b.
[0029]
As shown in FIG. 4B, two annular projections 36 formed on the inner layer 18 are formed on the inner surfaces 50a, 52a of the upper and outer dies 50 for the inner layer and the lower and outer dies 52 for the inner layer. Annular grooves 58 are formed. The angle of the bottom of the groove 58 is θ1, which is the same as the angle θ1 of the tip of the projection 36.
[0030]
Next, as shown in FIG. 5A, a molten synthetic resin (hereinafter simply referred to as “molten resin”) is injected and filled into the inner layer cavity 54. When the injected molten resin is cooled and solidified, the inner layer 18 is formed. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view illustrating the protrusion 36 of the formed inner layer 18.
[0031]
Next, the upper and lower molds 50 for the inner layer and the lower and outer mold 52 for the inner layer are removed. Then, as shown in FIG. 6A, with the inner layer 18 mounted on the left inner mold 46, the heating element 30 is mounted in the groove 28 formed in the inner layer 18, and both ends of the heating element 30 are formed. Are attached to the upper outer mold 60 for the outer layer. Then, as shown in FIG. 6A, with the inner layer 18 mounted on the left inner mold 46, the upper and lower outer molds 60 and 62 for the outer layer are attached to the left and right inner molds 46 and 48. Assemble. In this assembled state, the outer layer cavity 64 is formed, and the outer layer cavity 64 has a shape corresponding to the outer layer 20. That is, the upper outer mold 60 for the outer layer and the lower outer mold 62 for the outer layer have a half-split structure, and when assembled, each inner surface 60a, 62a has a shape corresponding to the outer surface 20a of the outer layer 20. ing. Therefore, the inner surfaces 60a, 62a of the outer layer upper outer mold 60 and the outer layer lower outer mold 62 are spaced apart from the outer surface 18b of the inner layer 18 so as to form the outer layer cavity 64. Therefore, a part of the inner surface of the outer layer 20 is formed by the outer surface 18 b of the inner layer 18. FIG. 6B is an enlarged sectional view showing a portion where the outer layer cavity 64 is formed by the protrusion 36 of the inner layer 18. In addition, on the inner surface 60a of the outer layer upper and outer mold 60, each insertion opening for mounting each pin 32 and each concave portion 66 for forming each convex portion 44 are formed.
[0032]
Next, as shown in FIG. 7A, a molten resin is injected and filled into the outer layer cavity 64. When the injected molten resin is cooled and solidified, the outer layer 20 is formed. However, as shown in FIG. 7B, when the molten resin is injected and filled into the outer layer cavity 64, the tips of the projections 36 formed on the inner layer 18 are melted by the heat of the molten resin. The molten resin in the outer layer cavity 64 and the molten resin at the tip of the projection 36 mix with each other molecules due to the injection pressure, and when the molten resin solidifies in this state, the projection 36 and the outer layer 20 are separated. The inner layer 18 and the outer layer 20 are fusion-bonded firmly by fusion. In this way, the fused portion 42 is formed.
[0033]
When the material of the inner layer 18 and the outer layer 20 is, for example, polyethylene, the tip of the projection 36 is melted by the molten resin injected into the outer layer cavity 64, and the projection 36 and the outer layer 20 are fused and integrated. To do so, the temperature of the molten resin must be 180 ° C. or higher and the pressure must be about 20 Pa (Pascal). On the other hand, the temperature of the molten resin injected into the outer layer cavity 64 is 210 to 250 ° C. and the pressure in the outer layer cavity 64 is about 20 Pa or more. 36 and the outer layer 20 are fused and integrated.
[0034]
Next, the upper outer mold 60 and the lower outer mold 62 for the outer layer, and the left and right inner molds 46 and 48 are moved and opened, and the molded electrofusion port 10 is removed from these molds 60 and the like. As a result, the electrofusion receptacle 10 shown in FIG. 1 is obtained.
[0035]
According to this multilayer injection molding method, as shown in FIG. 7B, the outer layer 20 formed by solidifying the molten resin in the outer layer cavity 64 and the projections 36 formed on the inner layer 18 are fused. As a result, the inner layer 18 and the outer layer 20 can be firmly fusion-bonded. Therefore, the inner layer 18 and the outer layer 20 do not separate at the fusion portion 42. In addition, since the protrusions 36 formed on the inner layer 18 and the outer layer 20 are engaged with each other in a state of being engaged with each other, a sufficient bonding strength between the inner layer 18 and the outer layer 20 can be obtained. Therefore, by this multilayer injection molding method, the quality of the bonding strength between the outer layer 20 and the inner layer 18 of the electrofusion port (hereinafter sometimes simply referred to as the “port”) 10 can be improved. In addition, it is possible to eliminate variations in quality. Further, since the tip of the projection 36 of the inner layer 18 is melted by the heat of the molten resin injected into the outer layer cavity 64, the operation of heating and melting the tip of the projection 36 is unnecessary, and the manufacturing is performed accordingly. Cost can be reduced.
[0036]
As shown in FIG. 3, the protrusion 36 formed on the inner layer 18 is formed in a ring shape over the entire outer surface 18b of the inner layer 18, so that the protrusion 36 and the inner surface of the outer layer 20 are connected to each other. Can be fusion bonded over the entire circumference. As a result, at the boundary 68 between the outer surface 18b of the inner layer 18 and the inner surface of the outer layer 20 (see FIG. 7B) shown in FIG. Water tightness between the inner side and the inner side can be sufficiently ensured.
[0037]
That is, as shown in FIG. 1, the edges 68 a and 68 b of the boundary portion 68 between the inner layer 18 and the outer layer 20 are formed on the inner surface (for example, a water-contact portion) of the receptacle 10 and the convex portion 44 formed on the outer layer 20. However, since the fused portion 42 of the annular protrusion 36 is formed between the two edge portions 68a and 68b, the fluid such as water in the receiving port 10 is received. It is possible to reliably prevent intrusion from the edge 68a formed in the mouth 10 and leakage from the edge 68b formed on the outer surface of the receptacle 10 to the outside.
[0038]
The edge 68a of the boundary portion 68 between the inner layer 18 and the outer layer 20 is formed so as to be exposed on the inner surface of the receptacle 10. The edge 68a is exposed on the end face 12a of the small diameter portion 12 of the receptacle 10. Therefore, when the pipe end of the straight pipe 14 is butt-joined to the end face 12a of the receiving port 10, the cavity 5c as shown in FIG. High bonding strength can be obtained. When the end of the small-diameter portion 12 of the receiving port 10 shown in FIG. 1 and the end of the straight pipe 14 are butt-joined, the ends may be heated and melted and quickly joined together by pressure bonding. As a result, a straight pipe 16 for receiving the electrofusion receiving port shown in FIG. 2 is obtained.
[0039]
Next, when piping is performed using the electric fusion receiving port single receiving pipe 16, as shown in FIG. 2, the spigot 14 a of one of the single receiving direct pipes 16 is connected to the other single receiving direct pipe 16. And the one-piece straight pipe 16 that has been fusion-bonded may be installed. In the procedure of the electric fusion bonding, first, the spigot 14a of one straight pipe 16 is inserted into the socket 10 of the other straight pipe 16, and a cable is connected to each of the two pins 32. Each cable connects to a controller (not shown). Then, the spigot 14a and the receptacle 10 can be electro-fused and joined by generating heat from the heating element 30 by supplying electricity from the controller.
[0040]
Next, a second embodiment of the multilayer injection molding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. The multi-layer injection molding method of the second embodiment is a method of injection-molding an electrofusion receiving port single receiving pipe (hereinafter sometimes simply referred to as a "single receiving direct pipe") 72 shown in FIG. . The single receiving straight pipe 72 is formed by fusion bonding an outer layer 80 to an enlarged diameter portion (inner layer) 76 formed at an end of the straight pipe 74. The outer layer 80 and the enlarged diameter portion 76 are formed as an electrofusion receiving port 78 of the single receiving straight tube 72. This one-side receiving straight pipe 72 is formed by joining the spout 74a of the straight pipe 74 to the receiving port 78 of the other one-side receiving straight pipe 72 in the same manner as in the first embodiment, and sequentially joining them. , A conduit can be formed. This pipeline is used, for example, as a pipeline for water distribution or a pipeline for gas. The straight pipe 74 and the outer layer 80 are made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, or polybutene. In this embodiment, both are formed of the same kind, for example, polyethylene.
[0041]
As shown in FIG. 8, the straight pipe 74 includes a main body 82 and an enlarged diameter portion 76 formed at a pipe end of the main body 82. The enlarged diameter portion 76 has a short cylindrical shape, and has an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the spout 74 a of the main body 82. Further, on the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 76, two annular projections 36 are formed over the entire circumference, similarly to the first embodiment. Each of the protrusions 36 is equivalent to that of the first embodiment. As shown in the enlarged sectional view of FIG. 9, the respective tips are fused and integrated with the inner surface of the outer layer 80. The diameter portion 76 (inner layer) and the outer layer 80 are firmly fusion bonded. The fused portion 42 is formed over the entire outer surface of the enlarged diameter portion 76. However, each projection 36 is formed in a substantially triangular cross-sectional shape in which the angle θ1 of the tip is acute before the tip is fused to the inner surface of the outer layer 80. This angle θ1 is about 30 °.
[0042]
As shown in FIG. 8, the outer layer 80 has a joining portion 84 formed at the distal end side of the receiving port 78, and an enlarged diameter portion 86 formed at the back side thereof. The heating element 30 wound in a coil shape is embedded in the inner peripheral surface of the joint portion 84. The heating element 30 is made of, for example, a stainless wire, a nichrome wire, or the like, as in the first embodiment. Both ends of the heating element 30 are connected to pins 32, 32 formed to protrude from the outer surface of the outer layer 80. Each pin 32 is housed inside each short cylindrical projection 44 formed on the outer surface of the outer layer 80. The inner diameter of the joint 84 is substantially the same as the outer diameter of the spigot 74a of the straight pipe 74, and is formed so that the spigot 74a of the straight pipe 74 can be inserted into the joint 84 to perform electrofusion bonding. ing. The inner diameter of the joint portion 84 is substantially the same as the inner diameter of the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74.
[0043]
As shown in FIG. 8, the enlarged diameter portion 86 covers the enlarged diameter portion 76 in a state where the inner surface thereof is in close contact with the outer surface of the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74. As described above, the inner surface of the enlarged diameter portion 86 of the outer layer 80 is fusion-bonded to the tip of each projection 36 formed on the enlarged diameter portion 76 (inner layer) of the straight pipe 74.
[0044]
Next, a procedure for forming the electrofusion receiving port piece receiving straight pipe 72 shown in FIG. 8 by using the multilayer injection molding method will be described with reference to FIGS. First, the inner mold 88, the upper outer mold 90, and the lower outer mold 92 used in the multilayer injection molding method will be described. As shown in FIG. 10, the inner mold 88, the upper outer mold 90, and the lower outer mold 92 mount a straight pipe 74 formed in advance on the inner mold 88, and the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74. The outer layer cavity 94 is formed in a state where the outer layer cavity 90 is sandwiched between the upper outer mold 90 and the lower outer mold 92. The outer layer cavity 94 has a shape corresponding to the outer layer 80.
[0045]
The inner die 88 has a flange portion 88a and a columnar portion 88b as shown in FIG. The cylindrical portion 88b has a surface corresponding to the inner surface 78a of the receptacle 78. That is, an inclined step portion 96 is formed at the tip of the columnar portion 88b, and a small-diameter guide portion 98 is formed at the tip. The guide portion 98 is formed to have a length to be mounted at a predetermined depth in the main body portion 82 of the straight pipe 74. The outer diameter of the cylindrical portion 88 b (excluding the inclined step portion 96 and the guide portion 98) is almost the same as the inner diameter of the joint portion 84 of the outer layer 80, and the outer diameter of the guide portion 98 is the main body of the straight pipe 74. The dimensions are substantially the same as the inner diameter of the portion 82.
[0046]
The upper outer mold 90 and the lower outer mold 92 have a half-split structure. As shown in FIG. 10, in an assembled state, each of the inner surfaces 90a and 92a has a shape corresponding to the outer surface 80a of the outer layer 80. Has become. At one end in the axial direction of the upper outer die 90 and the lower outer die 92, side wall portions 90b and 92b that are in contact with the outer peripheral surfaces of the flange portion 88a and the columnar portion 88b of the inner die 88 are provided. The end portions are provided with side wall portions 90c and 92c which are in contact with the inclined step portion 100 of the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 and the outer peripheral surface of the main body portion 82. Further, on the inner surface 90a of the upper and outer mold 90, each insertion opening for mounting each pin 32 and each concave portion 66 for forming each convex portion 44 are formed.
[0047]
Next, a procedure for injection-molding the electrofusion receiving port piece receiving straight pipe 72 shown in FIG. 8 will be described. First, as shown in FIG. 10, the coil-shaped heating element 30 is mounted on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 88b of the inner mold 88, and the pins 32 connected to both ends of the heating element 30 are connected to the upper and outer molds. It is attached to each of the insertion openings formed in the 90. Then, the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 is attached to the tip of the inner die 88, and the straight pipe 74 is pushed in until the inclined cut portion 100 of the enlarged diameter portion 76 contacts the inclined cut portion 96 of the inner die 88. The heating element 30 is made of, for example, a stainless steel heating wire spirally wound at a predetermined pitch with an interval between the heating wire and a synthetic resin such as polyethylene (in this embodiment, polyethylene is used. ) To form a cylindrical shape. The straight pipe 74 is formed and prepared in advance by, for example, injection molding. As shown in FIG. 10, two annular projections 36 are formed on the outer surface of the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 over the entire circumference. The angle θ1 of the tip of each projection 36 is about 30 °.
[0048]
Next, the upper outer mold 90 and the lower outer mold 92 are moved and assembled in the state shown in FIG. Thus, the outer layer cavity 94 is formed, and the outer layer cavity 94 has a shape corresponding to the outer layer 80.
[0049]
Next, the molten resin is injected and filled into the outer layer cavity 94. When the injected molten resin is cooled and solidified, the outer layer 80 is formed. However, as shown in FIG. 9, when the outer layer cavity 94 is injected and filled with the molten resin, each protrusion formed on the enlarged diameter portion 76 (inner layer) of the straight pipe 74, as in the first embodiment. The tip of 36 is melted by the heat of the molten resin. The molecules of the molten resin in the outer layer cavity 94 and the molten resin at the tip of the protrusion 36 are mixed by the injection pressure, and when the molten resin is solidified in this state, the protrusion 36 and the outer layer 80 melt. Then, the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 and the outer layer 80 are firmly fusion-bonded. In this way, the fused portion 42 is formed.
[0050]
The material of the straight pipe 74 and the outer layer 80 is polyethylene, the temperature of the molten resin injected into the outer layer cavity 94 is 210 to 250 ° C., and the pressure in the outer layer cavity 94 is about 20 Pa or more. Therefore, similarly to the first embodiment, the protrusion 36 and the outer layer 80 are fused and integrated.
[0051]
Next, the upper outer mold 90 and the lower outer mold 92 are moved and opened, and the formed electric fusion spout piece receiving straight pipe 72 is removed from the inner mold 88, so that the electrofusion spout shown in FIG. A single receiving straight pipe 72 is obtained.
[0052]
According to this multilayer injection molding method, the outer layer 80 formed by solidifying the molten resin in the outer layer cavity 94 and the protrusion 36 formed on the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 are fused and integrated. Therefore, the straight pipe 74 and the outer layer 80 can be firmly fusion-bonded. Therefore, the straight tube 74 and the outer layer 80 do not separate at the fusion portion 42. In addition, since the protrusion 36 formed on the straight pipe 74 and the outer layer 80 are engaged with each other in a state of being engaged with each other, a sufficient bonding strength between the outer layer 80 and the straight pipe 74 can be obtained. Therefore, by this multilayer injection molding method, the quality of the joining strength between the outer layer 80 and the straight pipe 74 constituting the receiving port 78 can be improved, and the variation in quality can be eliminated. Further, since the tip of the projection 36 of the straight pipe 74 is melted by the heat of the molten resin injected into the outer layer cavity 94, the operation of heating and melting the tip of the projection 36 is unnecessary, and only that much is required. Manufacturing costs can be reduced.
[0053]
Since the projection 36 formed on the straight pipe 74 is formed in an annular shape over the entire outer surface of the enlarged diameter portion 76, the projection 36 and the inner surface of the outer layer 80 are formed around the entire circumference of the enlarged diameter portion 76. Can be fusion bonded. Thereby, at the boundary portion 102 between the outer surface of the enlarged diameter portion 76 and the inner surface of the outer layer 80 shown in FIG. 9, the watertightness between the inside and the outside of the receiving port 78 by the fused portion 42 of the annular projection 36 is obtained. Can be secured sufficiently.
[0054]
That is, as shown in FIG. 9, the edges 102 a and 102 b of the boundary portion 102 between the enlarged diameter portion 76 of the straight pipe 74 and the outer layer 80 are formed on the inner surface (for example, the water contact portion) of the receiving port 78 and the receiving port 78. Although it is exposed to the outer surface, since the fused portion 42 of the annular projection 36 is formed between the two edge portions 102a and 102b, fluid such as water in the receiving port 78 can receive the fluid. It is possible to reliably prevent intrusion from the edge portion 102a formed in the inside 78 and leakage to the outside from the edge portion 102b formed on the outer surface of the receptacle 78.
[0055]
Since the enlarged diameter portion 76 to be fusion-bonded to the outer layer 80 is formed integrally with the main body 82 of the straight pipe 74 in advance, the main body of the straight pipe 74 is inserted into the receiving port 78 as in the first embodiment. It is not necessary to butt-join the parts 82. Therefore, the manufacturing cost of the straight receiving pipe 72 can be reduced accordingly.
[0056]
Next, when piping is performed using the electric fusion receiving port piece receiving straight pipe 72, as shown in FIG. 8, the spout 74 a of the one piece receiving straight pipe 72 is connected to the other piece receiving straight pipe 72. And the one-piece straight pipe 72 that has been fusion-bonded may be installed. Since the procedure of this fusion bonding is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
[0057]
However, in the first and second embodiments, the inner layer 18 and the straight pipe 74 are each formed by injection molding, but may be formed by other methods.
[0058]
Further, in the first and second embodiments, the present invention is applied to the straight pipes 16 and 72 for receiving the electric fusion spouts. However, the present invention can be applied to other resin molded products. The point is that the present invention can be applied as long as it has outer layers 20 and 80 and an inner layer (diameter enlarged portion 76) 18 and is formed on the surface of the inner layer by injection molding the outer layer.
[0059]
Further, in the first and second embodiments, two projections 36 are formed as shown in FIG. 5B or the like, but one or three or more projections 36 may be formed instead. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an electrofusion receiving port according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which another straight receiving pipe is electro-welded to one receiving straight pipe formed by joining a straight pipe to the electro-fusion receiving port of FIG. 1;
FIG. 3 is a half sectional view showing an inner layer provided at the electrofusion receiving port of FIG. 1;
4A is a longitudinal sectional view showing a left inner mold, a right inner mold, an upper outer mold for the inner layer, and a lower outer mold for the inner layer for injection molding the inner layer of FIG. 3, and FIG. It is an expanded sectional view of the part which forms the projection of the cavity for inner layers shown in A).
5 (A) is a longitudinal sectional view showing a state in which a molten resin is injected into the inner layer cavity of FIG. 4 (A), and FIG. 5 (B) is a portion for forming a projection of the inner layer cavity of FIG. 4 (B). FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a molten resin has been injected into FIG.
6A is a longitudinal sectional view showing a left inner die, a right inner die, an upper outer die for an outer layer, and a lower outer die for an outer layer for injection-molding the outer layer of FIG. 1, and FIG. FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view illustrating a portion formed by protrusions of the inner layer in the outer layer cavity of FIG.
7 (A) is a longitudinal sectional view showing a state in which a molten resin is injected into the outer layer cavity of FIG. 6 (A), and FIG. 7 (B) is formed by protrusions of the inner layer in the outer layer cavity of FIG. 6 (B). FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a molten resin is injected into a portion to be melted.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state in which another single receiving straight pipe is electro-fused to a single electro-welding receiving pipe according to a second embodiment of the present invention.
9 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state of fusion bonding between an outer layer of the single receiving straight pipe of FIG. 8 and an enlarged diameter portion of the straight pipe.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an inner die, an upper outer die, and a lower outer die for injection molding the outer layer of FIG. 8;
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the structure of a conventional electrofusion port and the principle of water leakage.
FIG. 12 is a vertical sectional view showing another conventional electrofusion port.
13A is a partially enlarged cross-sectional view of the end of the conventional electrofusion port shown in FIG. 12, and FIG. 13B is a state where the end of FIG. 13A is heated and melted for butt-joining. 13 (C) is a partial enlarged cross-sectional view showing a state where the pipe ends are butt-joined to the ends in FIG. 13 (B).
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing still another conventional electrofusion port.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing another conventional electrofusion port.
[Explanation of symbols]
10,78… Electric fusion socket
12… Small diameter part
12a: End face of small diameter portion
14,74… straight pipe
14a, 74a ... Slip
16,72… Single straight tube for electric fusion spout
18 ... Inner layer
18a, 50a, 52a, 60a, 62a, 90a, 92a ... inner surface
18b, 20a, 80a ... outer surface
20,80… Outer layer
22, 70, 84 ... joint
40 ... tapered part
30 ... heating element
32 ... pin
36 ... projection
38… Large diameter part
42 ... fused part
46… left inner type
46a, 48a, 88a ... flange
46b, 88b ... columnar part
46c ... outer peripheral surface
46d ... tip
48… right inner type
48b… Cylindrical part
50… upper / outer mold for inner layer
52 ... lower and outer mold for inner layer
54 ... cavity for inner layer
58 ... groove
60… Upper outer type for outer layer
62… Lower outer mold for outer layer
64, 94 ... cavity for outer layer
68,102… Boundary part
68a, 68b, 102a, 102b ... edge
76, 86… enlarged diameter part
82 ... body
88… Inner type
90 ... upper outer type
92 ... lower outer type

Claims

(A) preparing an inner layer made of a synthetic resin having at least one protrusion with an acute angle formed on the outer surface;
(B) mounting an inner mold on the inner surface of the inner layer,
(C) disposing an outer mold so as to form a cavity spaced from the outer surface of the inner layer, and (d) injecting the same type of molten synthetic resin as the inner layer into the cavity. .

An electrofusion receiving port is formed by the molten synthetic resin injected into the cavity and the inner layer. In the step (a), the protrusion is formed over the entire outer surface of the inner layer. The multilayer injection molding according to claim 1, wherein in b) a heating element is attached to the inner layer, and in the step (c), the outer mold is disposed so as to form the cavity spaced from the heating element. Method.

An electrofusion receiving port is formed by the molten synthetic resin injected into the cavity and the inner layer. In the step (a), the protrusion is formed over the entire outer surface of the inner layer. 2. The heating element is mounted on the outer surface of the inner mold in b), and the outer mold is arranged so as to form the cavity spaced from the heating element in the step (c). 3. Multi-layer injection molding method.